上海通用轎車手動空調系統故障診斷與檢測

武 忠

（長春市機械工業學校，吉林 長春 130011）

科魯茲轎車手動空調電控系統的故障現象常見有：壓縮機不工作、鼓風機不轉、出風模式不正常、出風溫度不能調節、空調面板個別開關或整個功能不正常等。故障現象看似簡單，但故障原因很復雜，有時排除很困難，由于篇幅所限，本文不能以一事一議的方式來說明，現給大家介紹一下通用的故障排除方法。

1 空調電控系統組成

圖1 科魯茲轎車手動空調電控系統組成框圖

如圖1所示，科魯茲轎車手動空調電控系統由輸入裝置、控制器和輸出執行器三大部分組成。輸入裝置由空調控制面板、蒸發器溫度傳感器、制冷劑壓力傳感器、環境溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器及節氣門位置傳感器等組成。控制器由空調控制單元、發動機控制單元、組合儀表及車身控制單元等組成，其中空調控制單元是空調系統主控單元，車身控制單元為網關，車身控制單元通過低速GMLAN（通用局域網）與空調控制模塊、組合儀表連接；通過高速GMLAN與發動機控制單元連接。執行元件有模式門執行電機、溫度門執行電機、循環門執行電機、鼓風機控制器、壓縮機電磁離合器繼電器、風扇繼電器等。

2 主要部件功能

1）空調控制面板 空調控制面板是操作者和空調控制單元之間的接口。空調控制面板上所有開關信號都通過LIN總線傳送到空調控制單元。空調控制面板有空調開關、出風模式開關、內循環開關、溫度調節旋鈕、風速調節旋鈕等。

2）空調控制單元 接收空調面板的指令信號，對空調壓縮機進行起動許可控制，對鼓風機轉速控制，對送風模式、空氣溫度模式及空氣循環模式進行控制，可進行空調系統故障診斷及存儲故障診斷碼，通過低速GMLAN與車身控制單元BCM及組合儀表進行通信。車身控制單元是車輛電控系統的網關，協調各網絡間的通信。

3）模式執行器、溫度執行器、循環執行器 各執行器為步進式電機。接收空調控制單元發送的脈沖搭鐵信號轉動，帶動各風門移動至所選位置，從而實現出風模式調節、出風溫度調節及進氣模式調節。拆裝和更換步進電機時，則應對其零點進行校準。

4）鼓風機電機控制模塊 空調控制單元接收空調面板鼓風機開關信號，發送脈寬調制 （PWM）信號至鼓風機電機控制模塊，鼓風機電機控制模塊以此信號控制風機電機搭鐵側電壓值來控制鼓風機電機的轉速。

5）蒸發器溫度傳感器 蒸發器溫度傳感器為負溫度系數熱敏電阻。傳感器安裝在蒸發器處，測量蒸發器的溫度。如果溫度降至低于3°C（38°F），則將關閉壓縮機以防止蒸發器凍結。

6）環境溫度傳感器 為負溫度系數熱敏電阻。傳感器安裝在前保險杠上霧燈附近，測量車外的溫度。溫度降至低于1 °C （34 °F），關閉壓縮機。

7）空調制冷劑壓力傳感器 空調制冷劑壓力傳感器是壓電式壓力傳感器。安裝在制冷循環系統的高壓管路上，檢測高壓管路的壓力，并把電信號送給發動機控制單元ECM，發動機控制單元以此信號控制壓縮機電磁離合器的接合和分離。

8）空調壓縮機控制 該空調壓縮機由皮帶傳動，并在電磁離合器接合時工作。當按下空調開關時，空調控制面板控制通過LIN總線向空調控制單元 （HVAC）發送信號。空調控制單元評估該信號并且通過GMLAN總線向發動機控制單元發送一個空調請求信號。發動機控制單元在釋放之前先檢查所有的預設條件，如果所有的條件都符合則將一個釋放信號發回給空調控制單元。發動機控制單元將向空調壓縮機繼電器提供搭鐵，使其閉合內部觸點，以發送蓄電池電壓至空調壓縮機離合器線圈。空調壓縮機離合器將啟動。

啟動空調壓縮機必須滿足以下條件：①蓄電池電壓介于9～18 V之間；②發動機冷卻液溫度低于124°C （255°F）；③發動機轉速大于600 r／min；④發動機轉速小于5 500 r／min；⑤空調高壓側壓力在269～2 929 kPa （39～425磅／平方英寸）之間；⑥節氣門位置小于100%；⑦蒸發器溫度高于3°C（38°F）；⑧發動機控制模塊沒有檢測到扭矩負載過大；⑨發動機控制模塊沒有檢測到怠速不良；⑩環境溫度高于1 °C （34 °F）。

從上述條件可知空調系統若想正常工作，首先是發動機必須工作正常，否則就應先排除發動機故障，由此可知，直接與空調壓縮機的起動相關的條件只剩②、⑤、⑦、⑩4個，這是檢查壓縮機不工作主要參考的數據。

3 故障診斷流程

本人綜合分析了科魯茲手動空調電控系統結構、工作原理及其特點，結合檢修實踐經驗認為：分析問題關鍵在于確定正確的診斷思路。正確地理清診斷思路應把握以下幾點：了解故障現象、明確診斷范圍、確定合理的診斷順序。據此確定出診斷流程如圖2所示。

4 診斷方法

由于科魯茲手動空調系統是通過電控單元控制工作的，電控單元具有自診斷和存儲故障的功能，因此要利用汽車故障診斷儀進行診斷，國賽使用的汽車故障診斷儀：AUTOBOSS V30及OBD診斷接頭。測試用電路連接及背插探針：BOSCH金德208測試線套裝。使用診斷儀主要任務是：讀取故障碼；追蹤故障相關數據流走向；確定故障范圍。

圖2 科魯茲手動空調電控系統診斷流程圖

4.1 讀取系統故障碼

如果診斷儀無法連接到被檢測控制單元，則應檢測控制單元的供電電路或其與診斷儀的通信線路。確定診斷儀工作正常后，可進行空調系統故障診斷，記錄初次讀取的故障碼以備故障分析參考，然后清除故障碼，再次讀取該系統故障碼，將此次故障碼作為分析故障的主要依據。U開頭的故障碼指的是與總線 （數據通信）相關的故障，P開頭的故障碼是指普通電路或器件故障，通過查閱維修手冊的故障碼相關說明即可確定故障范圍，見表1。

表1 科魯茲轎車手動空調電控系統故障碼

4.2 讀取數據流

有些故障可能是由于線路接觸不良或器件功能老化引起的，該類故障沒有故障碼，現象也比較復雜特殊，這時只能通過讀取數據流對其進行準確分析加以解決，通過對與故障現象相關的數據與手冊或實測真實數據對比，同時對故障相關數據流走向的分析即可確定故障范圍，表2是科魯茲轎車空調系統正常工作時一定條件下的實測部分數據，當數據異常時即表明存在故障，通過數據分析可確定故障范圍。

表2 科魯茲轎車手動空調電控系統數據流及分析

表2 （續）

表2 （續）

4.3 執行元件的測試

利用診斷儀的執行元件測試功能對執行元件測試，可進一步縮小故障范圍，并可對確定的故障范圍進一步驗證，使檢測工作更能有的放矢。

當用執行元件測試功能驅動某個執行器時，如果該執行元件能工作則說明其故障范圍在其控制器的輸入信號電路，否則在控制器的輸出電路。同時可用該功能區分故障范圍在電控單元的控制電路上還是非控制電路上，如：用該功能執行對壓縮機電磁離合器測試功能時，如果電磁離合器接合，則與壓縮機離合器繼電器連接的4條線路都沒有故障，并且電控單元輸出控制電路也無故障；如果離合器不接合但可聽到其繼電器接合聲，則故障在與繼電器觸點相接的2條線及其器件上；如果繼電器沒有接合聲，則故障在繼電器控制線圈相接的2條線及其器件上。

5 檢測方法

通過對數據流的數值及數據走向的分析確定了故障范圍，接下來就對故障范圍內的電氣系統進行實車檢測，找到故障點并排除。

5.1 電路圖

電路圖如圖3所示。

圖3 科魯茲轎車手動空調電控系統電路圖

5.2 線路檢測 （表3）

線路檢測工具有萬用表、二極管試燈等。

帶電進行電路電壓降檢測時，如需在連接器處檢測，要用測試套線短接各端子，使電路正常連接時進行測試。進行斷路電阻檢測時，應先斷開點火開關幾分鐘后進行，以釋放電路電容的電荷；進行電路電阻檢查時，應將被檢線路與電源隔開，必要時斷開電池負極進行。

表3 線路檢測

5.3 元件檢測 （表4）

5.4 檢測技巧

1）檢測時應盡量減少不必要的拆裝，選擇恰當的檢測點和檢測順序很重要，檢測點的選擇應盡可能易拆卸，如熔斷絲、繼電器及外圍部件等。

2）有源式傳感器的檢測，一定要在拆下傳感器的插頭處先檢查其電源電壓，然后是信號線和器件。

3）對某處檢測時要做到細致、全面，盡量避免因為考慮不周而出現對某處反復拆檢，也不要因為找到一個故障而不對相關線路進行徹底檢查。

通用轎車自動空調電控系統的檢查過程與此相似。

表4 元件檢測